Laboratorio de Procesos Químicos

A materia, ao ter un carácter fundamentalmente práctico, está orientada a aplicar e fixar os conceptos teóricos e profundar en aspectos prácticos das operacións básicas dos procesos químicos, dos reactores químicos e no control de unidades, así coma introducir ó alumno no coñecemento do método científico. Desenvolver actitudes e aptitudes para o traballo no laboratorio e o tratamento de datos, o que implica a docencia sobre os métodos informáticos necesarios para iso.
Nesta materia preténdese que o alumno practique as seguintes destrezas:
- A aplicación práctica dos coñecementos teóricos adquiridos nas distintas materias teóricas.
- Manexo axeitado do material de laboratorio.
- Manexo de programas informáticos para o tratamento de datos e presentación de informes.
- Seguridade no laboratorio.
- Estar familiarizado coas diferentes operacións básicas e a súa clasificación segundo a propiedade (materia, enerxía ou cantidade de movemento) que se transfira na operación e sexa máis relevante na mesma.
- Coñecer a finalidade das principais operacións unitarias baseadas na transferencia de materia e transmisión de calor.
- Aplicar os coñecementos de balances de materia e cinética química á análise do funcionamento de reactores químicos.
- Familiarizarse co control de procesos químicos.

Consistirán en prácticas de laboratorio de cinética química aplicada e reactores químicos, operacións de transferencia de materia e control de unidades.


División: Operacións Básicas

SISTEMAS GAS-LÍQUIDO
- Absorción en tanque axitado.
- Absorción en columna de recheo.
- Torre de arrefriamento de auga por evaporación.
SISTEMAS LÍQUIDO-VAPOR
- Rectificación descontinua (Transferencia de materia)
-Evaporación de película ascendente (Transferencia de calor)
-Evaporación de dobre efecto (Transferencia de calor)
SISTEMAS LÍQUIDO-LÍQUIDO
- Determinación de curvas de solubilidade en sistemas ternarios líquido-líquido
- SISTEMAS SÓLIDO-LÍQUIDO
- Extracción sólido-líquido.
OUTRAS
- Operacións en columnas de intercambio iónico.
- Planta de ósmose inversa.


División: Enxeñería da Reacción Química

- Estudo cinético e estequiométrico dunha reacción nun sistema adiabático
- Comportamento dinámico de tanques axitados en serie
- Modelado e análise dun reactor de mestura completa en estado estacionario e non estacionario
- Modelado e análise dun reactor tubular
- Determinación de curvas de potencia
- Distribución de tempos de residencia en reactores tubulares
- Cinética de pseudo-primeira orde
- Reacción heteroxénea sólido-líquido


División: Control de procesos

-Control de realimentación de procesos químicos.
-Control dun reactor de tanque axitado mediante PLC.

BÁSICA:

Debido ás peculiaridades da materia recoméndanse os siguientes libros para as distintas temáticas:

- Fogler, H.S., "Elements of Chemical Reaction Engineering", 4ª ed., Prentice Hall, New Jersey (2006).

- Wankat, P.C. Ingeniería de Procesos de Separación, 2ª Ed., Pearson Education, México 2008



COMPLEMENTARIA:

- Seader, J.D., Henley, E.J., Roper, D.K., "Separation Process Priciples", 3ª ed., Wiley, New York (2011).
- Marlin, T.E., "Process Control, Designing Processes and Control Systems for Dynamic Performance", McGraw-Hill, Boston (2000).
- Levenspiel, O., "Chemical Reaction Engineering", 3ª ed., Wiley, New York (1999).
- Perry, R.H., Green, D.W., Maloney, J.O., “Manual del Ingeniero Químico”, 7ª ed., McGraw Hill, Madrid (2001).
- Ocón -García, J., Tojo Barreiro, G., “Problemas de Ingeniería Química. Operaciones básicas”, Aguilar, Madrid (1974).
- Vián, A., Ocón, J., “Elementos de Ingeniería Química (Operaciones básicas)”, 5ª ed., Aguilar, Madrid (1979).
- Coulson, J.M., Richardson, J.F., Backhurst, J.R., Harker, J.H., “Chemical Engineering”, vols. 2, 4, 6, 4ª ed., Pergamon Press, New York (1991).
- Costa López, J., “Curso de Ingeniería Química. Introducción a los procesos, las operaciones unitarias y los fenómenos de transporte”, Reverté, Madrid (1994).
- Svrcek, W.Y., Mahoney, D.P., Young, B.R., "A real-time approach to Process Control", Wiley, Chichester (2014).
- Ruthven, D.M. (ed.), “Encyclopedia of Separation Technology - A Kirk-Othmer Encyclopedia”, Wiley, New York (1997).
- Diversos artigos de investigación en revistas do Science Citation Index, que se sinalarán de forma específica para cada práctica a realizar.

Segundo a memoria da titulación as competencias que desenvolverá o alumno de Grao durante esta materia son:

Específicas
CQ3 Capacidade para o deseño e xestión de procedementos de experimentación aplicada especialmente para: CQ3.1 A determinación de propiedades termodinámicas e de transporte e modelado de fenómenos e sistemas no ámbito da enxeñería química. CQ3.2 Sistemas con fluxo de fluídos, transmisión de calor. CQ3.3 Operacións de transferencia de materia. CQ3.4 Cinética das reaccións químicas e reactores.
CQ4 Capacidade para deseñar, xestionar e opearr procedementos de: CQ4.1 Simulación de procesos químicos. CQ4.2 Control e instrumentación de procesos químicos.

Xerais
CG.4 Capacidade de resolver problemas con iniciativa, toma de decisións, creatividade, razoamento crítico e de comunicar y transmitir coñecementos, habilidades e destrezas no eido da enxeñería química industrial.

Transversais
CT.2 Capacidade de organizar e planificar
CT.3 Comunicación oral e escrita en linguas propias e algunha estranxeira
CT.4 Habilidades para o uso e desenvolvemento de aplicacións informáticas
CT.8 Traballo en equipo
CT.13 Capacidade de aplicar os coñecementos na práctica

Adicionalmente, adquiriranse competencias en relación a:
- Seguridade nos laboratorios.
- Familiarización coas diferentes operacións básicas e a súa clasificación segundo a propiedade transferida (materia, enerxía ou cantidade de movemento).
- Coñecemento da finalidade das principais operacións unitarias baseadas na transferencia de materia e transmisión de calor.

O alumnado:
- Disporá de toda a información necesaria para o desenvolvemento das prácticas (Guións), así como a Normativa de Seguridade e a Plantilla de Formación no Campus Virtual, na Aula correspondente á materia.
- Realizarán as prácticas en grupos preferentemente de dúas e como máximo tres persoas.
- Terán un guión de tódalas prácticas existentes no laboratorio e asignaránselles unha a unha a práctica que deberá realizar cada grupo.
- Empregarán un caderno/diario de laboratorio onde se escribirán as observacións realizadas e os dados experimentais.
ANTES DE COMEZAR A PRÁCTICA:
- Realízase unha lectura, entre 15 e 45 minutos dependendo do tema, do guión e de libros da bibliografía básica ou complementaria. Débense analizar os principios básicos, a forma de evitar erros e as técnicas complementarias que non estean discutidas no guión da práctica.
-Antes de empezar as prácticas o alumno deberá ler o manual de seguridade en laboratorios elaborado polo servizo de prevención de riscos da USC e asinará unha ficha de conformidade.
-Ó alumno daráselle unha ficha de identificación de riscos que deberá ir cubrindo no desenvolvemento das prácticas
- É necesario preparar de antemán cada experimento, xa que o tempo investido e o esforzo posto na preparación da práctica se verán reflectidos no bo traballo realizado.
- É moi importante ter claro, antes de comezar a realización experimental, os obxectivos e procedementos, así coma as características de seguridade inherentes.
- Antes de comezar a operar cos equipos experimentais, o alumno amosará e comentará co profesor a información adquirida neste estudio e os pasos a seguir.
DURANTE A PRÁCTICA:
- Explicitaranse tódalas dúbidas que xurdan durante o funcionamento dos equipos e realización das prácticas.
- Tomaranse no caderno de laboratorio os datos experimentais e as incidencias relevantes que se consideren que afectan ao desenvolvemento do experimento.
- Realizaranse os cálculos necesarios utilizando folla de cálculo ou outros programas informáticos.
- Analizaranse os datos e cálculos e obteranse conclusións que serán mostradas e discutidas co profesor.
Ó FINALIZAR O PERÍODO DE PRÁCTICAS:
- O grupo presentará a memoria de dúas prácticas das realizadas no laboratorio, unha correspondente á división de Operacións de Separación e outra á de Enxeñaría da Reacción Química.
-Tamén entregarán o caderno/diario de prácticas utilizado durante o desenvolvemento das mesmas, sendo moi importante a discusión de resultados.


Considerarase a posibilidade de dedicar parte dunha sesión de laboratorio en cada grupo a visitar a galería de instalacións da ETSE, sempre dentro do marco de seguridade que implica o acceso a esta área restrinxida.


O traballo de competencias na materia axustarase á seguinte distribución:

Prácticas Laboratorio Titoría Exame e revisión
CQ.3.1, CQ3.2 70% 20% 10%
CQ3.3, CQ3.4 70% 20% 10%
CQ4.1 80% 20%
CQ4.2 80% 20%
CG.4 80% 20%
CT2, CT.3, CT4 70% 30 %
CT8 90% 10%
CT13 100%

Efectuarase un seguimento da aprendizaxe dos estudantes mediante a realización de actividades de forma individual e/ou por grupo.
A cualificación das prácticas de laboratorio efectuarase a partir da avaliación das memoria das prácticas, da calidade do traballo realizado no laboratorio e do exame final. Os datos de laboratorio procesados en follas de cálculo serán incorporadas a unha actividade creada a tal efecto no Campus Virtual.
Presentarán un caderno de laboratorio por grupo e unha memoria en soporte informático reducida de cada práctica.

Espérase que no período de prácticas se realicen un mínimo de 4 prácticas. Valorarase, preferentemente, a calidade do traballo antes que o número de prácticas.

A asistencia ás prácticas é obrigatoria.

Para a cualificación final teranse en conta catro factores:

1) Calidade do traballo no laboratorio (30%).
- Caderno/diario de laboratorio: orde, lexibilidade, claridade, tratamento de datos, etc.
- Manexo de equipos.
- Orde e limpeza da zona de prácticas.
- Cumprimento das normas de laboratorio.
- Traballo en equipo.
- Puntualidade.
- Achegas do alumno: planificación dos experimentos, novos experimentos dentro de cada práctica ademais dos sinalados (orixinalidade).
- Aplicación de coñecementos teóricos previos e coñecementos adquiridos durante o transcurso do traballo.

2) Calidade da memoria presentada (25%)
- Contido da memoria.
- Orixinalidade e achegas do alumno

3) Informe do profesor (10%)
Preparación previa de cada práctica, plan experimental, observacións e contacto directo entre o profesor e o alumno durante as prácticas de laboratorio.

4) Exame, que é obrigatorio e complementario ao resto de actividades, se efectuará ao final do período de prácticas (35%).

Debe obterse polo menos 3/10 en cada unha das partes.

As cualificacións obtidas nos puntos 1, 2 e 3 facilitaránselles ós alumnos antes da realización do exame.
Entre oportunidades gardaranse estas cualificacións. Non se conservará ningunha nota entre convocatorias.

Avaliación das competencias: levarase a cabo dacordo coa seguinte táboa:

.................................................................Caderno............Memoria................Titorías.................Exame

CQ3.1............................................................X..........................................................................X
CQ3.3............................................................X.................................................X.........................
CQ3.4............................................................X.................................................X.........................
CQ4.1............................................................X.................................................X.........................
CQ4.2............................................................X.................................................X.........................
CG4...............................................................X.................................................X.......................X
CT.2 Capacidade de organizar e planificar..............X.................................................X.........................
CT.3 Comunicación oral e escrita.........................X.....................X...................................................X
CT.4.Habilidades para o uso y
desenvolvemento de aplicacións informáticas............................................................X........................
CT.8 Traballo en equipo......................................X....................X...........................X........................
CT.13 Capacidade de aplicar
os coñecementos na práctica.............................X..........................................................................X


Cada proba proposta (caderno, notas de laboratorio del profesor, pregunta de exame e capítulo da memoria) conterá unha pregunta, ítem a desenvolver, estrutura obrigatoria ou elemento obrigatorio a incluír, que permita que cada competencia sexa ponderada desta forma.

Para os casos de realización fraudulenta de exercicios ou probas será de aplicación o recollido na Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudiantes e de revisión de cualificacións

Distribución da actividade formativa:

Actividade...................Horas presenciais.......Horas non presenciais
Prácticas laboratorio..............51...............................68
Titorías individualizadas...........2................................3
Exame e revisión....................5...............................21
TOTAL (6 ECTS, 150 h)..........58..............................92

Ter cursado e superado as materias: Enxeñaría da Reacción Química, Reactores Químicos, Transferencia de Materia e Control de Procesos

A admisión e permanencia do alumnado matriculado no laboratorio de prácticas require que estes coñezan e cumpran as normas incluídas no Protocolo de formación básica en materia de seguridade para espazos experimentais da Escola Técnica Superior de Enxeñería, dispoñible no apartado de seguridade da súa web que se pode atopar no seguinte link: https://www.usc.gal/gl/centro/escola-tecnica-superior-enxenaria/segurid…

En relación á seguridade e prevención de riscos laborais, para cada unhas das prácticas o alumnado disporá dun manual básico de funcionamento no que se recollen os aspectos máis relevantes.

Idioma: galego/castelán.

Utilizarase a plataforma USC Virtual para comunicarse cos alumnos e depositar o material necesario para realizar as memorias.